CN112538570B - 一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法。浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置。将溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，将料液导入浮游萃取装置内进行微纳米气泡浮选和有机相萃取，萃取有机相进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。该系统用于稀贵金属分离时，具有操作简单、药剂消耗少、分离效率高、浮萃药剂及有机溶剂全流程循环利用等明显优势，具有很好的工业应用前景。

Description

一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法

技术领域

本发明涉及一种稀贵金属的分离方法，特别涉及一种基于浮游萃取系统从溶液体系中分离稀贵金属的方法，属于冶金分离技术领域。

背景技术

稀贵金属具有优良的导电性、延展性、耐热耐腐蚀等独特性能，在化工冶金、集成电路、航空航天、国防军工等诸多领域内发挥着不可替代的关键作用。我国稀贵金属资源储量有限，主要以伴生金属稀散分布于大宗金属矿中，且大多性质相近的稀贵金属以类质同象形式相互替代，从而对其深度分离造成巨大困难。目前，稀贵金属分离主要采用焙烧、酸浸、碱浸等技术手段将其转化成溶解态至液相中，再通过传统的化学沉淀、离子交换、溶剂萃取等单元操作分离纯化。

针对溶解态稀贵金属的深度分离难题，国内外学者进行大量研究并开发出一系列分离方法。中国专利(CN103397186A)公开了一种从电子废弃物中回收稀贵金属的再生方法及工艺，具体是采用强酸浸出-液膜分步萃取工艺，对电子废弃物中金、银、铂、钯、铑等稀贵金属进行分步回收，但效果并不理想。中国专利(CN108251656A)公开了一种提取电子废料铜阳极泥中金、铂和钯的方法，通过氯化氧化浸出、萃取与离子交换相结合，对电子废料铜阳极泥中金、铂和钯进行分步纯化分离，操作非常复杂，且难以实现金、铂和钯的深度分离。中国专利(CN101230420A)公开了一种萃取分离稀土元素的混合萃取方法及萃取剂，具体是采用一种具有协同效应的混合萃取剂(季铵盐萃取剂和酸性萃取剂组成)，对稀土元素进行萃取分离，用水或稀酸对有机相进行反萃，初步实现了稀土元素分离。中国专利(CN103320612A)公开了一种复合胺-羟肟萃取剂萃取含钨钼酸盐溶液的钨钼分离方法，该复合萃取剂通过萃取-反萃过程，可以分离钼酸钠溶液中的钨，但分离因子较低，难以实现钨钼深度分离。

综上所述，传统稀贵金属分离方法主要以溶剂萃取为主，且存在选择性差、操作流程复杂、难以实现深度分离等不足。因此，开发一种基于浮游萃取系统并采用该系统分离稀贵金属的方法具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中溶剂萃取方法在分离稀贵金属过程中存在的技术难题，本发明的目的在于提供一种基于浮游萃取系统并通过浮游萃取方法实现溶解态稀贵金属溶液中稀贵金属分离的方法，该方法利用浮游萃取系统耦合矿物加工过程中的泡沫浮选与湿法冶金过程中的溶剂萃取过程，兼具泡沫浮选与溶剂萃取的双重优势，其特征是在液液萃取平衡的基础上引入单向气泡传质或在离子浮选的基础上耦合溶剂萃取过程，相比常见的离子/沉淀浮选或溶剂萃取大大提高了过程分离效率，具有操作简单、药剂消耗少、分离效率高等明显优势，克服了传统分离方法处理溶解态稀贵金属离子存在分离效率低、操作流程冗长等不足，具有很好的工业应用前景。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，所述浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置；所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段，上段为萃取富集段；所述浮选分离段的上部设有料液入口，料液入口与混合搅拌装置连接；所述浮选分离段的下部设有浮游萃取余液出口，所述浮选分离段的底部设有气体入口，气体入口与气体输送装置连接；所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口和萃取有机相出口，有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接；所述萃取富集段的顶部设有气体出口；

利用浮游萃取系统从溶解态稀贵金属溶液中分离稀贵金属的过程为：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，所述料液导入浮游萃取装置进入浮选分离段上部，同时，气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入空气，空气形成微纳米气泡与料液逆流接触，微纳米气泡、目标金属离子与浮萃药剂形成微液滴，微液滴上浮至萃取富集段被有机溶剂萃取形成萃取有机相，萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。

本发明技术方案对溶解态稀贵金属溶液中目标稀贵金属的提取过程关键在于实现了微泡浮选与溶剂萃取过程的耦合，在液液萃取平衡的基础上引入单向气泡传质或在离子浮选的基础上耦合溶剂萃取过程，大大强化了目标稀贵金属的分离效率。将溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂充分搅拌反应，形成电中性，且稳定性和疏水性较强的稀贵金属离子-浮萃药剂配合物，因此可以利用泡沫浮选的原理在浮选分离段粘附在微纳米气泡表面，形成微纳米气泡-金属离子-浮萃药剂微液滴，微液滴在微纳米气泡作用下上浮，在萃取富集段采用有机溶剂来对微液滴进行溶解富集，降低了浮选过程中稀贵金属离子-浮萃药剂配合物的轴向返混，大大强化微纳米气泡-金属离子-浮萃药剂微液滴的分离效率。

本发明的浮游萃取系统中混合搅拌装置包括搅拌驱动器、搅拌轴和搅拌槽；所述搅拌槽的顶部设有溶解态稀贵金属溶液进口和浮萃药剂进口；所述搅拌槽的中央位置设有搅拌轴，搅拌轴与搅拌槽顶部的搅拌驱动器连接；所述搅拌槽下部设有料液出口。搅拌驱动器为搅拌轴提供动力，以实现将进入搅拌槽内的溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂充分搅拌混合。作为优选，所述搅拌轴上固定设置多根搅拌棒，搅拌棒的长度为搅拌槽半径的1/3～3/4。搅拌棒的数量不受限制，其长度最好是搅拌槽半径的2/3。

作为一个优选的方案，所述浮选分离段的底部设有气泡发生器。气泡发生器为G4玻璃砂芯，起到气体均布和产生气泡的作用。气泡直径为0.1～10μm。

作为一个优选的方案，所述浮选分离段的内部侧壁上设有多层筛板。筛板主要用于强化气液接触效果，筛板上的微孔可以供气体通过，而筛板之间形成的迂回液体通道供料液通过，使得气体与液体之间形成多次接触，延长了气液接触时间，增加了气液碰撞效率，强化了浮游萃取效果。作为优选，所述筛板垂直于塔式分离柱中心轴线设置；所述筛板共分为两组，两组筛板分别设置在浮选分离段内部相对映的两侧壁上，且两组筛板之间交替相间排列，任意相邻两层筛板之间等距平行排列；所述筛板表面设有供气体通过的微孔，筛板面积小于塔式分离柱截面积，在筛板与筛板之间形成迂回液体通道。筛板的形状与塔式分离柱截面形状相似，只是稍小于塔式分离柱截面，为料液留下通道，而通过在塔式分离柱相对的侧壁上交替相间设置筛板，可以形成迂回形料液通道。本发明通过在浮游分离段设计的筛板，延长了微纳米气泡与稀贵金属离子以及浮萃药剂之间的接触时间，增大微纳米气泡与稀贵金属离子以及浮萃药剂之间的碰撞、粘附效率，能够显著降低浮游分离段柱体的高度，大大强化气浮选效率。

作为一个优选的方案，所述萃取富集段设置有溢流槽，溢流槽用于浮选泡沫的聚集，以及起到引流作用，便于富含稀贵金属的萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置内，溢流槽设置使浮游萃取效果达到最佳。

作为一个优选的方案，所述反萃及药剂循环再生装置包括反萃混合器、混合澄清槽和蒸馏釜；所述反萃混合器内部设有搅拌器；所述反萃混合器设置在混合澄清槽内部，所述蒸馏釜与混合澄清槽连接。蒸馏釜设置在混合澄清槽底部，蒸馏釜与混合澄清槽之间设有溢流管，溢流管由混合澄清槽底部插入蒸馏釜顶部反萃及药剂循环再生装置主要用于萃取有机相的反萃过程以及实现萃取有机溶剂的循环使用。萃取有机相进入反萃混合器与反萃液混合均匀后，进入混合澄清槽进行静置分层，金属富集液从混合澄清槽下部回收，而有机相从混合澄清槽内上部的溢流管端口溢流进入蒸馏釜，通过蒸馏回收浮游萃取剂和萃取有机溶剂，而萃取有机溶剂循环使用。

作为一个优选的方案，所述反萃混合器顶部设有反萃液进口和萃取有机相入口，萃取有机相入口与浮游萃取装置的萃取有机相出口连接；所述蒸馏釜顶部设有萃取有机溶剂出口，萃取有机溶剂出口与浮游萃取装置的萃取有机溶剂入口连接；所述蒸馏釜底部设有浮游萃取剂出口；所述混合澄清槽下部设有反萃余液出口。

作为一个优选的方案，所述气体输送装置包括空气压缩机和转子流量计。空气压缩机和转子流量计协同控制气体流量和流速。

作为一个优选的方案，混合搅拌装置和浮游萃取装置之间设有蠕动泵。

本发明涉及的浮游萃取系统尺寸可以根据实际需要进行设定，这里提供一种具体的设计供参照，实际设计可以以相同尺寸进行扩大或缩小。塔式分离柱的内径为80mm，高度为480mm；浮选分离段的高度为300mm，萃取富集段高度为50mm，塔式分离柱的材质为有机玻璃；浮选分离段设置6层筛板；混合澄清槽容积为5L；蒸馏釜溶剂为1L，混合澄清槽通过溢流口与蒸馏釜连接，搅拌槽容积为2L；空气压缩机额定功率为750W，转子流量计气速为100～300ml/min。

作为一个优选的方案，所述溶解态稀贵金属溶液包含钨、钼、钛、锆、铪、钒、钽、铌、铼、铂、铑、钪、钇中至少两种离子态稀贵金属；所述溶解态稀贵金属溶液中离子态稀贵金属的浓度范围为1mg/L～10g/L。本发明提供的溶解态稀贵金属来源于工业电子废弃物、废弃脱销/加氢催化剂、废弃钽铌电容器、废弃铂铑合金、钼尾矿、钨渣、钒铬渣、稀土废料以及赤泥的浸出液等等。

作为一个优选的方案，所述浮萃药剂的用量为理论量的1.5～2倍，其中，理论量为将溶解态稀贵金属溶液中目标金属离子形成金属离子-浮萃药剂络合物所需浮萃药剂的摩尔量。本发明的浮萃药剂根据需要分离的目标稀贵金属离子确定，理论上来说现有技术中的用于稀贵金属分离的浮萃药剂都适合于本发明，本发明的关键创新不在于浮萃药剂的选择，而是通过浮萃装置来实现微泡浮选与溶剂萃取过程的耦合，强化稀贵金属的分离效率。

作为一个优选的方案，溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在速度为400～1000r/min的搅拌作用下，搅拌20～40min。溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置充分搅拌反应主要目的是使浮萃药剂与稀贵金属离子形成金属有机配合物，有利于后续的浮萃过程。

作为一个优选的方案，所述微纳米气泡尺寸为0.01～10μm，微纳米气泡与料液接触时间为3～10min。通过气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入空气的流速为50～120mL/min。

作为一个优选的方案，所述有机溶剂与料液的体积比为1/20～1/50，萃取的时间为3～10min。

作为一个优选的方案，所述萃取有机相与反萃液的体积比为1:0,5～1.5，反萃时间为8～20min。

本发明提供的浮游萃取系统用于分离稀贵金属的具体过程：将溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂分别通过溶解态稀贵金属溶液进口和浮萃药剂进口一起加入至混合搅拌装置中，在搅拌驱动器及搅拌轴和搅拌棒提供的机械搅拌作用下，溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂充分混合，得到料液，料液在蠕动泵作用下通过混合搅拌装置的料液出口及浮游萃取装置的料液入口泵入浮游萃取装置的浮选分离段，同时，通过气体输送装置输送的压缩空气从浮游萃取装置底部的气体入口送入浮选分离段底部，并经过气泡发生器均布后形成气泡，并向上流动进入筛板区，料液与微细气泡在浮选分离区充分接触、碰撞、粘附，形成微纳米气泡-金属离子-浮萃药剂微液滴，在气泡浮力带动作用下微液滴进入萃取富集段，通过在萃取有机溶剂进口导入有机溶剂，微液滴被有机溶剂充分溶解富集，高富集比的萃取有机相聚集在萃取富集段上部的溢流槽内，而气体从萃取富集段顶部的气体出口排出，萃取有机相在溢流槽的引流作用下通过萃取有机相出口以及反萃混合器的萃取有机溶剂进口进入反萃混合器内部，与从反萃液进口进入的反萃液充分搅拌混合，混合液进入混合澄清槽静置分层，金属富集液从混合澄清槽下部的金属富集液出口回收，而有机相通过混合澄清槽的溢流管道流入蒸馏釜，通过蒸馏回收浮游萃取剂和萃取有机溶剂，而萃取有机溶剂返回浮游萃取装置循环使用，浮游萃取剂从浮萃药剂出口回收，而萃取富集段的萃余液抵达萃取富集段下部，从浮游萃余液出口排出进行回收。

相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益效果在于：

本发明采用了浮游萃取系统来实现稀贵金属的提取，该系统实现了矿物加工过程中的泡沫浮选与湿法冶金过程中溶剂萃取过程的完美耦合，兼具泡沫浮选与溶剂萃取双重优势，即在液液萃取平衡的基础上引入单向气泡传质或者在离子浮选的基础上耦合溶剂萃取过程，相比常见的离子/沉淀浮选或溶剂萃取具有更高的稀贵金属分离效率。

本发明采用的浮游萃取系统对稀贵金属的富集分离效果好，具有高选择性、富集比高、溶剂消耗少、可以连续操作等显著优势，有效克服传统分离方法处理溶解态稀贵金属离子存在分离效率低、操作流程冗长等不足，相对于传统分离方法具有很好的工业应用前景。

本发明涉及的浮游萃取系统，结构简单、操作简便，有利于推广使用。

本发明实现了浮萃药剂和有机溶剂等再生循环，大大降低了药剂使用成本。

附图说明

图1是本发明的浮游萃取系统工艺流程图；

图2为本发明的浮游萃取系统结构示意图；

其中，1为混合搅拌装置，11为溶解态稀贵金属溶液进口，12为搅拌驱动器，13为浮萃药剂进口，14为搅拌棒，15为搅拌槽，16为料液出口，17为搅拌轴；2为浮游萃取装置，21为萃取富集段，22为料液入口，23为浮选分离段，24为气体入口，25为萃取有机相出口，26为萃取有机溶剂进口，27为筛板，28为气泡发生器，29为浮游萃余液出口，210溢流槽，211为气体出口；3为反萃及药剂循环再生装置，31为搅拌器，32为反萃液进口，33为反萃混合器，34为混合澄清槽，35为金属富集液出口，36为萃取有机溶剂出口，37为浮萃药剂出口，38为蒸馏釜，39为萃取有机相入口；4为气体输送装置，41为空气压缩机，42为转子流量计，5为蠕动泵。

具体实施方式

下面具体实施例结合说明书附图对本发明内容作进一步详细说明，需要说明的是，这些实施例仅为了更好的理解本发明，而不是限制本发明权利要求的保护范围。

本发明提供的浮游萃取系统具体结构如图1所示。其主体包括混合搅拌装置1、浮游萃取装置2、反萃及药剂循环再生装置3和气体输送装置4。混合搅拌装置主要用于溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂的均匀混合；浮游萃取装置为浮游分离和萃取富集耦合的装置，用于疏水微液滴的浮选分离、萃取富集；反萃及药剂循环再生装置用于萃取有机相的反萃以及反萃液的分离和萃取有机溶剂的回收，气体输送装置主要用于输送用于产生浮游过程中产生泡沫的气体。所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段23，上段为萃取富集段21；浮选分离段与萃取富集段高度为比例约为6:1。所述浮选分离段的上部设有料液入口22，下部设有浮游萃余液出口29，底部设有气体入口24，在气体入口处设有气泡发生器28，主要用于均布气体和产生气泡。所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口26和萃取有机相出口25，有机溶剂进口设置在萃取有机相出口下部，且两者之间设有溢流槽210。所述萃取富集段的顶部设有气体出口211，用于浮选过程中产生气泡的气体排出。萃取富集段的有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接，所述浮选分离段的有料液入口与混合搅拌装置连接。浮选分离段的气体入口与气体输送装置连接。所述浮选分离段的浮游萃余液出口主要用于回收萃余液。所述混合搅拌装置包括搅拌驱动器12、搅拌轴17和搅拌槽15；所述搅拌槽的顶部设有溶解态稀贵金属溶液进口11和浮萃药剂进口13；所述搅拌槽的中央位置设有搅拌轴，搅拌轴与搅拌槽顶部的搅拌驱动器连接；所述搅拌轴上固定设置多根搅拌棒14，搅拌棒的长度为搅拌槽半径的2/3。所述搅拌槽下部设有料液出口16，料液出口与浮游萃取装置的料液入口连接。所述浮选分离段的内部侧壁上设有6层筛板27，所述筛板垂直于塔式分离柱中心轴线设置；所述筛板共分为两组，每组3块筛板，两组筛板分别设置在浮选分离段内部相对映的两侧壁上，且两组筛板之间交替相间排列，任意相邻两层筛板之间等距平行排列；所述筛板表面设有供气体通过的微孔，筛板面积小于塔式分离柱截面积，在筛板与筛板之间形成迂回液体通道。所述反萃及药剂循环再生装置包括反萃混合器33、混合澄清槽34和蒸馏釜38；所述反萃混合器内部设有搅拌器31；所述反萃混合器设置在混合澄清槽内部，所述蒸馏釜设置在混合澄清槽底部，两者之间通过溢流管道连接。所述反萃混合器顶部设有反萃液进口32和萃取有机相入口39，萃取有机相入口与浮游萃取装置的萃取有机相出口连接；所述蒸馏釜顶部设有萃取有机溶剂出口36，萃取有机溶剂出口与浮游萃取装置的萃取有机溶剂入口连接；所述蒸馏釜底部设有浮游萃取剂出口37。所述混合澄清槽下部设有反萃余液出口，用于回收反萃余液。所述气体输送装置包括空气压缩机41和转子流量42计，用于控制空气的流量和流速。混合搅拌装置和气体输送装置之间设有蠕动泵5，为料液提供输送动力。

本实施例提供的浮游萃取系统用于分离稀贵金属的具体过程：将溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂分别通过溶解态稀贵金属溶液进口和浮萃药剂进口一起加入至混合搅拌装置中，在搅拌驱动器及搅拌轴和搅拌棒提供的机械搅拌作用下，溶解态稀贵金属溶液和浮萃药剂充分混合，得到料液，料液在蠕动泵作用下通过混合搅拌装置的料液出口及浮游萃取装置的料液入口泵入浮游萃取装置的浮选分离段，同时，通过气体输送装置输送的压缩空气从浮游萃取装置底部的气体入口送入浮选分离段底部，并经过气泡发生器均布后形成气泡，并向上流动进入筛板区，料液与微细气泡在浮选分离区充分接触、碰撞、粘附，形成药剂-气泡-离子微液滴，在气泡浮力带动作用下微液滴进入萃取富集段，通过在萃取有机溶剂进口导入有机溶剂，微液滴被有机溶剂充分溶解富集，高富集比的萃取有机相聚集在萃取富集段上部的溢流槽内，而气体从萃取富集段顶部的气体出口排出，萃取有机相在溢流槽的引流作用下通过萃取有机相出口以及反萃混合器的萃取有机溶剂进口进入反萃混合器内部，与从反萃液进口进入的反萃液充分搅拌混合，混合液进入混合澄清槽静置分层，金属富集液从混合澄清槽下部的金属富集液出口回收，而有机相通过混合澄清槽的溢流管道流入蒸馏釜，通过蒸馏回收浮游萃取剂和萃取有机溶剂，而萃取有机溶剂返回浮游萃取装置循环使用，浮游萃取剂从浮萃药剂出口回收，而萃取富集段的萃余液抵达萃取富集段下部，从浮游萃余液出口排出进行回收。

实施例1

基于浮游萃取系统分离溶解态铌钽，过程如下：

(1)将含钽酸根1g/L、铌酸根1g/L的溶液以10ml/min的速度加入到混合搅拌装置，与此同时向混合搅拌装置中连续加入选择性浮萃剂(由60％十六烷基三甲基溴化铵与40％P507复配)，且浮萃药剂与钽酸根的摩尔比恒定为2，固定搅拌速度为600r/min，形成钽酸根-药剂疏水配合物。

(2)通过蠕动泵将混合搅拌装置中的混合液以12ml/min的速度输送至浮游萃取装置，调节气体流量计，控制气速为60ml/min，使混合液与气泡在浮选段逆流接触，疏水配合物在气泡作用下上浮进入有机相(磺化煤油和30％磷酸三丁酯组成)，含铌酸根的浮选余液以10ml/min的速度从出口排出。

(3)萃取有机相通过溢流装置进入到反萃系统，以5ml/min的速度不断加入1mol/L的氨水进行反萃，高富集比的钽酸根反萃液从出口排出；反萃有机相通过蒸馏釜蒸馏，有机溶剂与浮萃药剂分离，通过循环泵循环到有机溶剂入口和浮萃药剂入口。

(4)钽酸根、铌酸根溶液通过蒸发结晶、800℃煅烧3h获得氧化钽、氧化铌产品。

氧化铌产品纯度高达98.8％；氧化钽产品纯度高达99.2％，钽铌分离效果良好。

实施例2

基于浮游萃取系统分离溶解态铂铑，过程如下：

(1)将含氯铂酸根200mg/L、氯铑酸根100mg/L的酸浸液以10ml/min的速度加入到混合搅拌装置，与此同时向混合搅拌装置中连续加入选择性浮萃剂(由40％季铵盐N263与60％伯胺N1923复配)，且使浮萃药剂与铂的摩尔比恒定为2，固定搅拌速度为600r/min，形成氯铂酸根-药剂疏水配合物。

(2)通过蠕动泵将混合搅拌装置中的混合液以12ml/min的速度输送至浮游萃取装置，调节气体流量计，控制气速为80ml/min，使混合液与气泡在浮选段逆流接触，疏水配合物在气泡作用下上浮进入有机相(磺化煤油和30％仲辛醇组成)，含氯铑酸根的浮选余液以10ml/min的速度从出口排出。

(3)萃取有机相通过溢流装置进入到反萃系统，以5ml/min的速度不断加入1mol/L的碳酸氢铵进行反萃，高富集比的氯铂酸根反萃液从出口排出；反萃有机相通过蒸馏釜蒸馏，有机溶剂与浮萃药剂分离，通过循环泵循环到有机溶剂入口和浮萃药剂入口。

(4)氯铂酸根、氯铑酸根溶液通过蒸发结晶、1200℃煅烧3h获得铂、铑产品。

铂产品纯度为98.3％；铑产品纯度达97.6％，铂铑分离效果良好。

对比例1

采用常规溶剂萃取分离溶解态钽铌，过程如下：

将含钽酸根1g/L、铌酸根1g/L的溶液与选择性浮萃剂(由60％十六烷基三甲基溴化铵与40％P507复配)的有机相(磺化煤油和30％磷酸三丁酯组成)混合，且使浮萃药剂与钽酸根的摩尔比为2，水相与有机相的体积比为1，于恒温振荡器中摇晃10min。通过分液漏斗进行分层分离，静置时间为30min，水相为铌酸根溶液；有机相中加入等体积1mol/L的氨水进行反萃，获取高富集比的钽酸根反萃液；钽酸根、铌酸根溶液通过蒸发结晶、800℃煅烧3h获得氧化钽、氧化铌产品。

氧化铌产品纯度高达84.8％；氧化钽产品纯度高达83.2％，钽铌分离效果差。

对比例2

采用常规溶剂萃取分离溶解态铂铑，过程如下：

将含氯铂酸根200mg/L、氯铑酸根100mg/L的溶液与含一定浓度的选择性浮萃剂(由40％季铵盐N263与60％伯胺N1923复配)的有机相(磺化煤油和30％仲辛醇组成)混合，且使浮萃药剂与氯铂酸根的摩尔比为2，水相与有机相的体积比为1，于恒温振荡器中摇晃10min。通过分液漏斗进行分层分离，静置时间为30min，水相为氯铑酸根溶液；有机相中加入等体积1mol/L的碳酸氢铵进行反萃，获取高富集比的氯铂酸根反萃液；氯铂酸根、氯铑酸根溶液通过蒸发结晶、1200℃煅烧3h获得铂、铑产品。

铂产品纯度为78.3％；铑产品纯度达81.6％，铂铑分离效果差。

综上所述，通过对比分析浮游萃取与溶剂萃取过程，对于不同类型的稀贵金属溶液，浮游萃取技术可以显著提高分离效率。且该技术药剂消耗少，操作简单，对设备要求低，适合工业化生产。

Claims (8)

1.一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述浮游萃取系统包括混合搅拌装置、浮游萃取装置、反萃及药剂循环再生装置和气体输送装置；所述浮游萃取装置主体结构为塔式分离柱，塔式分离柱内部的下段为浮选分离段，上段为萃取富集段；所述浮选分离段的上部设有料液入口，料液入口与混合搅拌装置连接；所述浮选分离段的下部设有浮游萃取余液出口，所述浮选分离段的底部设有气体入口，气体入口与气体输送装置连接；所述萃取富集段的侧壁设有有机溶剂进口和萃取有机相出口，有机溶剂进口和萃取有机相出口与反萃及药剂循环再生装置连接；所述萃取富集段的顶部设有气体出口；

利用浮游萃取系统从溶解态稀贵金属溶液中分离稀贵金属的过程为：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在混合搅拌装置内混匀形成料液，所述料液导入浮游萃取装置进入浮选分离段上部，同时，气体输送装置向浮游萃取装置的浮选分离段底部导入压缩空气，压缩空气形成的微纳米气泡与料液逆流接触，微纳米气泡、目标金属离子与浮萃药剂形成微液滴，微液滴上浮至萃取富集段被有机溶剂萃取形成萃取有机相，萃取有机相从萃取富集段上部溢流进入反萃及药剂循环再生装置，采用反萃剂进行反萃，静置分层，水相即为目标稀贵金属富集液，有机相经过蒸馏分离得到浮萃药剂和有机溶剂，循环使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述浮选分离段的内部侧壁上设有多层筛板；所述筛板垂直于塔式分离柱中心轴线设置；所述筛板共分为两组，两组筛板分别设置在浮选分离段内部相对映的两侧壁上，且两组筛板之间交替相间排列，任意相邻两层筛板之间等距平行排列；所述筛板表面设有供气体通过的微孔，筛板面积小于塔式分离柱截面积，在筛板与筛板之间形成迂回液体通道。

3.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述反萃及药剂循环再生装置包括反萃混合器、混合澄清槽和蒸馏釜；所述反萃混合器内部设有搅拌器；所述反萃混合器设置在混合澄清槽内部，所述蒸馏釜与混合澄清槽连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述溶解态稀贵金属溶液包含钨、钼、铼、钒、钛、锆、铪、钽、铌、铂、铑、钪、钇中至少两种离子态稀贵金属；所述溶解态稀贵金属溶液中离子态稀贵金属的浓度范围为1 mg/L~10 g/L。

5.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：所述浮萃药剂的用量为理论量的1.5～2倍，其中，理论量为将溶解态稀贵金属溶液中目标金属离子形成金属离子-浮萃药剂络合物所需浮萃药剂的摩尔量。

6.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：溶解态稀贵金属溶液与浮萃药剂在速度为400～1000 r/min的搅拌作用下，搅拌20～40 min。

7.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于，所述微纳米气泡尺寸为0.01～10 μm，微纳米气泡与料液接触时间为3～10 min。

8.根据权利要求1所述的一种基于浮游萃取系统分离稀贵金属的方法，其特征在于：

所述有机溶剂与料液的体积比为1/20～1/50，萃取的时间为3～10 min；

所述萃取有机相与反萃液的体积比为1:0.5~1.5，反萃时间为8～20 min。

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